Цель работы:
Ознакомиться с методами и приборами для измерения сил резания при точении, установить влияние различных факторов на величину вертикальной составляющей силы резания Pz.
12.2 Оборудование и материалы на рабочем месте:
Токарно-винторезный станок 1K62.
Динамометр.
Набор резцов с различными передними углами.
Заготовки чугунные и стальные.
Шаблоны, штангенциркуль.
Плакаты, макеты.
Картон для сбора стружки.
План выполнения работы.
12.3.1 Изучить по лекциям и учебнику раздел «Сопротивление металлов резанию».
12.3.2 Ответить преподавателю на поставленные по работе вопросы.
12.3.3 Ознакомиться в лаборатории с оборудованием, приборами, инструментами.
12.3.4 Закрепить заготовку на 3-х кулачковом патроне, а динамометр на суппорте и провести 5 серий опытов. Показания индикатора и силы резания Pz занести в протокол измерений (таблица12.1). Собрать характерную стружку.
Выполнение работы:
а) влияние обрабатываемого материала на Pz.
Постоянные условия: сталь Ст3, t=2 mm, S=0,3 мм/об,v=15 м/мин, φ=60°, γ=20°;
Переменные условия: сталь мягкая Ст3, сталь твёрдая, чугун;
б)влияние переднего угла на Pz
Постоянные условия: сталь Ст3, t=2 mm, v=15 м/мин,γ=0°, φ =60°, без охлаждения, S=0, 3 мм/об;
Переменные условия: γ =–10°, γ =0°, γ =+20°;
в) влияние глубины резания t на Pz
Постоянные условия: сталь Ст3, S=0,3 мм/об, v=15 м/мин,γ =0°, φ=60°, без охлаждения;
Переменные условия: t=l, 2, 3, 4 мм;
г) влияние подачи S на Pz
Постоянные условия: t=2 мм, v=15 м/мин, Ст3,γ =0°, φ =60°, без охлаждения;
Переменные условия: S=0, l; 0, 3; 0, 6 и 1 мм/об;
д)влияние скорости резания на Pz
Постоянные условия: сталь,t=2 мм, S=0, 3 мм/об, Ст3,γ =0°, φ =60°, без охлаждения;
Переменные условия: v=5; 15; 45; 135 и 400 м/мин;
12.3.5Составить отчет по работе.
Таблица 12.1 – Протокол измерений
| № п/п | Материал и диаметр заготовки | γ | Режим резания | Показания индикатора | Сила резания, Pzкг | Тип стружки | |||
| t мм | S мм/об | n об/мин | v м/мин | ||||||
| 1 2 3 | Сталь Чугун | 0 | 1 | 0,3 | 80 | 15 | |||
| 4 5 6 | Сталь | –10° 0° +20° | 1 | 0,3 | 80 | 15 | |||
| 7 8 9 10 11 | Сталь | 0 | 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 | 0,3 | 80 | 15 | |||
| 12 13 14 15 16 | Сталь | 0 | 1 | 0,1 0,3 0,5 0,7 1,0 | 80 | 15 | |||
| 17 18 19 20 21 | Сталь | 0 | 1 | 03 | 250 315 500 630 1000 | 30 45 80 100 150 | |||
Справочные данные
Динамометр ДК–1 предназначен для регистрации силы резания Pz, с помощью индикатора. Он протарирован, имеется тарировочный график. Чтобы тарировка была действительной, необходимо устанавливать резцы очень тщательно, по шаблону.
При построении графических зависимостей в обычных координатах получаются линии кривые, их трудно обрабатывать математически. Но при построении их в двойной логарифмической шкале эти линии становятся прямыми, их легко обрабатывать и вывести эмпирическую формулу типа:
Pz = C·tx·Sy·vn
Силы резания при точении.
Знание сил резания необходимо для расчета на прочность инструмента, узлов станка, приспособлений и для расчета на жесткость технологической системы СПИД.
Система сил, действующих при точении на резец, может быть приведена к одной силе R (рисунок12.1), называемой равнодействующей силой резания.
Рисунок 12. 1 – Составляющие силы резания при точении.
Силу R можно разложить на три составляющие: Рz– главную или тангенциальную составляющую силы резания (собственно силу резания), направленную по касательной к поверхности резания; Ру – радиальную составляющую силы резания, направленную в горизонтальной плоскости по радиусу обрабатываемой детали; Рх – силу подачи, или осевую силу, направленную в сторону, обратную направлению подачи. Между указанными силами имеется примерно следующее соотношение:
Pz : Py: Px= l : (0,55–0,4) : (0,45–0,25)
От силы Рz зависит мощность, затрачиваемая на процесс резания; по максимальной величине этой силы рассчитывают на прочность детали и узлы коробки скоростей станка, а также прочность резца.
Сила Ру вызывает изгиб обрабатываемой детали и способствует появлению вибраций; по максимальной величине этой силы рассчитывают на прочность механизм поперечной подачи, а также проводят расчет технологической системы на жесткость.
Сила Рх действует на механизм подачи токарного станка; по максимальной величине этой силы рассчитывают на прочность механизм продольной подачи.
Содержание отчета.
В отчет включаются: цель работы, протокол измерений, по экспериментальным данным построить графики зависимостей Pz=f(t); Pz =f(S); Pz =f(v);
Pz =f(γ), сделать анализ экспериментальных данных и графиков, установить влияние различных факторов на силу резания.
12.6 Контрольные вопросы.
1. Какие силы действуют на токарный резец в процессе резания и как они приводятся к одной равнодействующей?
2. Зачем условились раскладывать равнодействующую силу резания на составляющие Pz, Px, Ру?
3. Как используются значения составляющих сил резания в практических расчётах?
4. Какими приборами измеряются составляющие силы резания?
5. Как можно уменьшить радиальную силу Ру?
6. Как уменьшить силу Pz?
Дата: 2019-02-02, просмотров: 283.
